JPS61183439A - 耐酸化性の優れた耐摩用超硬合金 - Google Patents
耐酸化性の優れた耐摩用超硬合金Info
- Publication number
- JPS61183439A JPS61183439A JP2010985A JP2010985A JPS61183439A JP S61183439 A JPS61183439 A JP S61183439A JP 2010985 A JP2010985 A JP 2010985A JP 2010985 A JP2010985 A JP 2010985A JP S61183439 A JPS61183439 A JP S61183439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hard alloy
- oxidation resistance
- sintered hard
- specified
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はタングステン炭化物基題硬合會に関するもので
ある。
ある。
タングステン炭化物−Ｃｏ超硬合金は切削工具、耐摩工
具などに広く使用されている。待に耐摩用として結合相
はＣｏ単独からＧｏ−ＮｉｔＮｉ−Ｃｒ 、Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｃｒ等になり、耐食性、耐熱衝撃性、耐熱疲労性等の
向上が図られてきた。
具などに広く使用されている。待に耐摩用として結合相
はＣｏ単独からＧｏ−ＮｉｔＮｉ−Ｃｒ 、Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｃｒ等になり、耐食性、耐熱衝撃性、耐熱疲労性等の
向上が図られてきた。
しかし過酷な高温特性が要求される条件では、従来のＷ
Ｃ−（ＣｏまたはＮｉ）合金では欠損する場合もあり、
また寿命が短く十分な特性が発揮されない。またＣｒを
添加した系では、ＣｒをＣｏまたはＮｉ中に固溶させて
耐酸化性、耐熱衝撃性、耐熱疲労性などを改良するが、
Ｃｒは、また一方ではＷＣの固溶を抑制するので結合相
のＷによる固溶強化を阻害する元素でもある。
Ｃ−（ＣｏまたはＮｉ）合金では欠損する場合もあり、
また寿命が短く十分な特性が発揮されない。またＣｒを
添加した系では、ＣｒをＣｏまたはＮｉ中に固溶させて
耐酸化性、耐熱衝撃性、耐熱疲労性などを改良するが、
Ｃｒは、また一方ではＷＣの固溶を抑制するので結合相
のＷによる固溶強化を阻害する元素でもある。
本発明の目的は、耐酸化性、耐熱性、耐衝撃性、熱間耐
摩耗性、耐熱疲労性に富んだ耐熱超硬合金を提供するこ
とである。
摩耗性、耐熱疲労性に富んだ耐熱超硬合金を提供するこ
とである。
ｒＮＪ４Ｍ占か健専ナブ，ト＾ハエｒり゛１本発明は、
ＷＣＣ超超硬合金おいて、その結合相がＮｉ 、Ｃｏ
、Ｍｏ 、Ｃｒよりなり、Ｍｏ／（Ｎｉ十Ｃｏ十Ｃｒ十
Ｍｏ）” １１５０−１ ／１０、Ｃｒ／ （Ｎ ｉ＋
Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ） ＝ １ ／ ２０−１１５、Ｃｏ
／ Ｎ ｉ ＝ ９ ／ １−１ ／ ９であり、かっ
Ｎｉ ＋Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ ”１０−３０重量％であり
、さらにＹおよび希土類元素の１種または２種以上を０
．０１〜０．３重量％含有するとともに、分散相を形成
するタングステン炭化物の平均粒径が２〜６μ艶である
ことを特徴とするものである。
ＷＣＣ超超硬合金おいて、その結合相がＮｉ 、Ｃｏ
、Ｍｏ 、Ｃｒよりなり、Ｍｏ／（Ｎｉ十Ｃｏ十Ｃｒ十
Ｍｏ）” １１５０−１ ／１０、Ｃｒ／ （Ｎ ｉ＋
Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ） ＝ １ ／ ２０−１１５、Ｃｏ
／ Ｎ ｉ ＝ ９ ／ １−１ ／ ９であり、かっ
Ｎｉ ＋Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ ”１０−３０重量％であり
、さらにＹおよび希土類元素の１種または２種以上を０
．０１〜０．３重量％含有するとともに、分散相を形成
するタングステン炭化物の平均粒径が２〜６μ艶である
ことを特徴とするものである。
本発明の超硬合金はＣｏ、ＮｉへのＷ固溶強化作用及び
Ｃｒによる優れた耐熱性、耐熱疲労性の付与と共に、Ｃ
ｒ添加によるＷ固溶が抑制されるため、さらにＭｏを添
加してＭｏ 、Ｗの固溶を大巾に増加させ、優れた高温
強度と耐熱衝撃性を付与したものである。さらにＹおよ
び希土類元素を添加して結合相に優れた耐酸化性を付与
している。そのため熱間での耐摩耗性や高温特性が要求
される熱間圧延ロール、熱間圧延ガイドローラーなどの
耐摩工具として優れた性能を示すものである。
Ｃｒによる優れた耐熱性、耐熱疲労性の付与と共に、Ｃ
ｒ添加によるＷ固溶が抑制されるため、さらにＭｏを添
加してＭｏ 、Ｗの固溶を大巾に増加させ、優れた高温
強度と耐熱衝撃性を付与したものである。さらにＹおよ
び希土類元素を添加して結合相に優れた耐酸化性を付与
している。そのため熱間での耐摩耗性や高温特性が要求
される熱間圧延ロール、熱間圧延ガイドローラーなどの
耐摩工具として優れた性能を示すものである。
次に本発明の超硬合金における各成分の効果と成分範囲
の限定理由を説明する。
の限定理由を説明する。
（１）Ｍｏは添加元素として用いた場合には、焼結性を
改善し、ＷＣの粒抑制効果を有する。
改善し、ＷＣの粒抑制効果を有する。
さらに結合相中に固溶し、結合相の塑性変形能を大巾に
向上させる効果を有する。しかし、結合相中の固溶の限
度を越えて添加するとＭｏ２ｃとして存在し、熱的性能
を劣化させるため、その含有量をＭｏ／（Ｎｉ十Ｃｏ＋
Ｃｒ＋Ｍｏ）＝１／１０以下とした。また Ｍｏ／（Ｎ
ｉ十Ｃｏ＋Ｃｒ十Ｍｏ）＝ １１５０未満では、実質
上（Ｎ ｉ＋ Ｃｏ十〇 ｒ）の結合相と変わらない。
向上させる効果を有する。しかし、結合相中の固溶の限
度を越えて添加するとＭｏ２ｃとして存在し、熱的性能
を劣化させるため、その含有量をＭｏ／（Ｎｉ十Ｃｏ＋
Ｃｒ＋Ｍｏ）＝１／１０以下とした。また Ｍｏ／（Ｎ
ｉ十Ｃｏ＋Ｃｒ十Ｍｏ）＝ １１５０未満では、実質
上（Ｎ ｉ＋ Ｃｏ十〇 ｒ）の結合相と変わらない。
従ってＭｏの含有量をＭｏ ／ （Ｎ ｉ＋ Ｃｏ十Ｃ
ｒ＋Ｍｏ） ＝ １１５０−１／ １０とした。
ｒ＋Ｍｏ） ＝ １１５０−１／ １０とした。
（２）Ｃｒは熱的性質を改良するが、Ｃｒ／（Ｎｉ十Ｇ
ｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ ）比が１／２０未満ではその効果がほ
とんどなく、１１５を超えると強度の低下が者しい。
ｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ ）比が１／２０未満ではその効果がほ
とんどなく、１１５を超えると強度の低下が者しい。
（３）ＣｏとＮｉは、この両者が共存することによりＣ
ｏとＮｉ との固溶強化およびＣｏ＝ＮｉへのＷ、Ｍｏ
固溶強化により高温における強度低下を抑制し、さらに
熱疲労、熱衝撃に対して着しい効果がある。合金中のＣ
ｏ／Ｎｉ比は１／９未満または９／１を超えてはほとん
ど効果がない。
ｏとＮｉ との固溶強化およびＣｏ＝ＮｉへのＷ、Ｍｏ
固溶強化により高温における強度低下を抑制し、さらに
熱疲労、熱衝撃に対して着しい効果がある。合金中のＣ
ｏ／Ｎｉ比は１／９未満または９／１を超えてはほとん
ど効果がない。
（４）結合相の（Ｃｏ十Ｎｉ十Ｃｒ＋Ｍｏ）の総和が１
０％未満では靭性的に不十分であり、３０％を超えると
熱的性質が着しく悪化する。
０％未満では靭性的に不十分であり、３０％を超えると
熱的性質が着しく悪化する。
本発明の超硬合金では、ＭｏはＭｏ炭化物またはメタリ
ックな状態で添加しても、その効果は変わらない。
ックな状態で添加しても、その効果は変わらない。
（５）Ｙおよび希土類元素は結合相中に固溶して耐酸化
性および高温耐食性を付与するが、０゜０１％未満では
その効果が少なく、一方、０゜３％を超えると靭性が低
下するので、含有量を０．０１〜０．３％に限定した。
性および高温耐食性を付与するが、０゜０１％未満では
その効果が少なく、一方、０゜３％を超えると靭性が低
下するので、含有量を０．０１〜０．３％に限定した。
／Ｑ１ａ”７Ｎ’？’ｐ”／串１し＆／ｒ１１１、＋ｈ
Ｍ５１１！９７７ｍ未満では耐熱衝撃性、高温強さの維
持ができず、一方６μ−を超えると硬さが低下するので
２〜６μｍに限定した。
Ｍ５１１！９７７ｍ未満では耐熱衝撃性、高温強さの維
持ができず、一方６μ−を超えると硬さが低下するので
２〜６μｍに限定した。
次に本発明を実施例により説明する６
実施例１゜
市販のＷＣ粉末（平均粒度２〜６μｍ）、Ｍ。
粉末（同１μ＝１）、Ｃｏ粉末（同１．３μ論）、Ｎｉ
粉末（同１．３μｍ）、Ｃｒ粉末（同２μｌｌ１）、Ｙ
粉末（同１．０μｍ）、Ｌａ粉末（同２μｌ１１）、
Ｓｓ粒粉末同２μｍ）を用い第１表に示す組成で混合し
、成型して、１３５０〜１４００℃の温度で１時間焼結
を行なった。
粉末（同１．３μｍ）、Ｃｒ粉末（同２μｌｌ１）、Ｙ
粉末（同１．０μｍ）、Ｌａ粉末（同２μｌ１１）、
Ｓｓ粒粉末同２μｍ）を用い第１表に示す組成で混合し
、成型して、１３５０〜１４００℃の温度で１時間焼結
を行なった。
得られた合金について、その硬さ、抗折力、組織観察お
よび結合相の組成分析を行ない、第２表に示す結果を得
た。
よび結合相の組成分析を行ない、第２表に示す結果を得
た。
さらに高温クリープおよび耐熱衝撃性さらに耐酸化性を
試験し、Ｗ＆３表に示す結果を得た。
試験し、Ｗ＆３表に示す結果を得た。
高温クリープ試験はＪＩＳ試片（４Ｘ ８ Ｘ ２４ｍ
ｍ）を不活性〃ス雰囲気中９００℃で３点曲げクリープ
試験（スパン距離２０ａｏａ）を負苛応力５０ ｋｇ／
ｍｍ”で行ない破断時間を調べた。
ｍ）を不活性〃ス雰囲気中９００℃で３点曲げクリープ
試験（スパン距離２０ａｏａ）を負苛応力５０ ｋｇ／
ｍｍ”で行ない破断時間を調べた。
耐熱衝撃性は試料を不活性〃ス雰囲気の炉中（９００℃
）に入れて１０分間保持した後、約２０℃の水中に焼入
れし熱クラツクが発生するまでの回数を調べた。
）に入れて１０分間保持した後、約２０℃の水中に焼入
れし熱クラツクが発生するまでの回数を調べた。
耐酸化性試験は８００℃（大気中）に１時間保持後の酸
化増量を調べた。
化増量を調べた。
第２表、第３表に示すように、本発明合金は室温での性
能は比較例と同等またはやや優れる程度である。しかし
Ｍ ０２ Ｃ相が現われてくると強度の低下を生ずる。
能は比較例と同等またはやや優れる程度である。しかし
Ｍ ０２ Ｃ相が現われてくると強度の低下を生ずる。
また高温での性能は結合相への固溶強化により大巾に向
上する。特に塑性変形能が大きいため熱衝撃等を効果的
に吸収して靭性を向上することができる。
上する。特に塑性変形能が大きいため熱衝撃等を効果的
に吸収して靭性を向上することができる。
実施例２゜
実施例１で用いた試料３お上り比較例を用いて６＃圧延
用ａ−ル（１５４ｍｍφＸ８７ｍｍφｘ１７０ｍａ＋Ｈ
）を製造し熱間圧延を行なった。
用ａ−ル（１５４ｍｍφＸ８７ｍｍφｘ１７０ｍａ＋Ｈ
）を製造し熱間圧延を行なった。
使用条件はロール２個の組み合わせで、線材通過速度３
５ ｌａｍ／ ｓｅａ、＃ｉｌ材温度９００℃、冷却方
式水冷、すなわち、ロールの片側を９００℃の線材が通
過し、片側を水で冷却するという加熱冷却を繰り返す部
分に使用した。
５ ｌａｍ／ ｓｅａ、＃ｉｌ材温度９００℃、冷却方
式水冷、すなわち、ロールの片側を９００℃の線材が通
過し、片側を水で冷却するという加熱冷却を繰り返す部
分に使用した。
その結果、従来使用されている （Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ）
の結合相のロールでは、圧延量約２５００１、研削代１
．３ＩＩＩＩ１１であるに対し、本発明合金のロールは
圧延量約３０００ｔ、研削代０゜６ｍ１１１であった。
の結合相のロールでは、圧延量約２５００１、研削代１
．３ＩＩＩＩ１１であるに対し、本発明合金のロールは
圧延量約３０００ｔ、研削代０゜６ｍ１１１であった。
すなわち、本発明合金のロールは圧延重量が多いにもか
かわらず、熱亀裂および酸化増量が少なく、また、より
少量の研削で熱亀裂が除去できることを示している。
かわらず、熱亀裂および酸化増量が少なく、また、より
少量の研削で熱亀裂が除去できることを示している。
以上のように、本発明の超硬合金はＮ１−Ｃ。
−ＣｒおよびＭｏさらにＹおよび希土類元素の各種の効
果を相乗させることにより、耐酸化性、される条件の下
で優れた性能を有するものである。
果を相乗させることにより、耐酸化性、される条件の下
で優れた性能を有するものである。
Claims (1)
- タングステン炭化物基超硬合金において、その結合相が
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒよりなり、Ｍｏ／（Ｎｉ＋Ｃｏ
＋Ｃｒ＋Ｍｏ）＝１／５０〜１／１０、Ｃｒ／（Ｎｉ＋
Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ）＝１／２０〜１／５、Ｃｏ／Ｎｉ＝
９／１〜１／９であり、かつＮｉ＋Ｃｏ＋Ｍｏ＋Ｃｒ＝
１０〜３０重量％であり、さらにＹおよび希土類元素の
１種または２種以上を０．０１〜０．３重量％含有する
とともに、分散相を形成するタングステン炭化物の平均
粒径が２〜６μｍであることを特徴とする耐摩用超硬合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010985A JPS61183439A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 耐酸化性の優れた耐摩用超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010985A JPS61183439A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 耐酸化性の優れた耐摩用超硬合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61183439A true JPS61183439A (ja) | 1986-08-16 |
Family
ID=12017950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010985A Pending JPS61183439A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 耐酸化性の優れた耐摩用超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61183439A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62112750A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Mitsubishi Metal Corp | 炭化タングステン基超硬合金製熱間圧延ロ−ル |
| JPS63220963A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-14 | Hitachi Tool Eng Ltd | 圧力ダイカスト鋳造用硬質合金スリ−ブ |
| US5248328A (en) * | 1990-07-18 | 1993-09-28 | General Research Institute For Non-Ferrous Metals | Process for preparing rare earth containing hard alloy |
| WO2006046313A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | York Corporation Co, Ltd | 超硬合金ｗｃ−銅系複合体の製造方法 |
| JP2007517978A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-07-05 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高温浸食−腐食サービスのためのマルチスケールサーメット |
| JP2007524758A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-08-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高性能耐侵食−腐蝕性ホウ化物サーメット |
| CN111705250A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-25 | 中南大学 | 深海矿产资源和干热岩开采用硬质合金及其制备方法和应用 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2010985A patent/JPS61183439A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62112750A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Mitsubishi Metal Corp | 炭化タングステン基超硬合金製熱間圧延ロ−ル |
| JPH0371498B2 (ja) * | 1985-11-13 | 1991-11-13 | Mitsubishi Materials Corp | |
| JPS63220963A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-14 | Hitachi Tool Eng Ltd | 圧力ダイカスト鋳造用硬質合金スリ−ブ |
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| JP2007517978A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-07-05 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高温浸食−腐食サービスのためのマルチスケールサーメット |
| JP2007524758A (ja) * | 2003-05-20 | 2007-08-30 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 高性能耐侵食−腐蝕性ホウ化物サーメット |
| WO2006046313A1 (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | York Corporation Co, Ltd | 超硬合金ｗｃ−銅系複合体の製造方法 |
| CN111705250A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-25 | 中南大学 | 深海矿产资源和干热岩开采用硬质合金及其制备方法和应用 |
| CN111705250B (zh) * | 2020-06-30 | 2021-11-23 | 中南大学 | 深海矿产资源和干热岩开采用硬质合金及其制备方法和应用 |
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